|
Как Венера стала такой сухой
|
|
|
|
Планетологи из Университета Колорадо в Боулдере выяснили, как Венера, обжигающая и непригодная для жизни соседка Земли, стала такой сухой. Новое исследование заполняет большой пробел в том, что исследователи называют "историей воды на Венере". Используя компьютерное моделирование, команда обнаружила, что атомы водорода в атмосфере планеты со свистом уносятся в космос в результате процесса, известного как "диссоциативная рекомбинация", в результате чего Венера теряет примерно в два раза больше воды каждый день по сравнению с предыдущими оценками. Команда ученых опубликовала свои выводы 6 мая в журнале Nature. Полученные результаты могут помочь объяснить, что происходит с водой на множестве планет по всей галактике. "Вода действительно важна для жизни", - говорит Эрин Канги, научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и соавтор новой статьи. "Нам нужно понять условия, которые поддерживают жидкую воду во Вселенной, и которые, возможно, привели к очень сухому состоянию Венеры сегодня".
|
|
|
|
Венера, добавила она, практически иссушена. Если взять всю воду на Земле и намазать ее на планету, как джем на тост, то получится слой жидкости глубиной примерно в 3 километра (1,9 мили). Если бы вы проделали то же самое на Венере, где вся вода содержится в воздухе, у вас получилось бы всего 3 сантиметра (1,2 дюйма), которых едва хватило бы, чтобы промочить пальцы ног. "На Венере в 100 000 раз меньше воды, чем на Земле, хотя она практически такого же размера и массы", - сказал Майкл Чаффин, соавтор исследования и научный сотрудник LASP. В текущем исследовании исследователи использовали компьютерные модели, чтобы представить Венеру как гигантскую химическую лабораторию, увеличив масштаб различных реакций, происходящих в бурлящей атмосфере планеты. Группа ученых сообщает, что молекула под названием HCO+ (ион, состоящий из одного атома водорода, углерода и кислорода), находящаяся высоко в атмосфере Венеры, может быть причиной утечки воды с планеты.
|
|
|
По мнению Канги, одного из ведущих авторов исследования, полученные результаты дают новые подсказки о том, почему Венера, которая, вероятно, когда-то выглядела почти идентично Земле, сегодня практически неузнаваема. "Мы пытаемся выяснить, какие небольшие изменения произошли на каждой планете, которые привели их к таким совершенно разным состояниям", - сказала Канги, получившая докторскую степень по астрофизике и планетарным наукам в Калифорнийском университете в Боулдере в 2023 году. Венера, отметила она, не всегда была такой пустынной. Ученые подозревают, что миллиарды лет назад, во время формирования Венеры, планета получила примерно столько же воды, сколько Земля. В какой-то момент произошла катастрофа. Облака углекислого газа в атмосфере Венеры вызвали самый мощный парниковый эффект в Солнечной системе, в конечном итоге повысив температуру на поверхности до 900 градусов по Фаренгейту. В результате вся вода на Венере испарилась, превратившись в пар, а большая ее часть улетучилась в космос.
|
|
|
|
Но это древнее испарение не может объяснить, почему Венера такая сухая, как сегодня, или как она продолжает терять воду в космос. "В качестве аналогии, предположим, я вылил воду из своей бутылки с водой. Там все равно осталось бы несколько капель", - сказал Чаффин. Однако на Венере почти все оставшиеся капли также исчезли. Виновником, согласно новой работе, является неуловимый HCO+. Чаффин и Канги объяснили, что в верхних слоях атмосферы планеты вода смешивается с углекислым газом, образуя эту молекулу. В предыдущем исследовании исследователи сообщали, что HCO+ может быть причиной того, что Марс теряет большую часть своей воды. Вот как это работает на Венере: HCO+ постоянно образуется в атмосфере, но отдельные ионы сохраняются недолго. Электроны в атмосфере находят эти ионы и рекомбинируют, разделяя их надвое. В процессе этого атомы водорода разлетаются и могут даже полностью улететь в космос, лишая Венеру одного из двух компонентов воды.
|
|
|
|
В новом исследовании группа ученых подсчитала, что единственным способом объяснить сухость Венеры является то, что в атмосфере планеты содержится больше, чем ожидалось, HCO+. В выводах команды есть один нюанс. Ученые никогда не наблюдали HCO+ вокруг Венеры. Чаффин и Канги предполагают, что это связано с тем, что у них никогда не было инструментов для надлежащего наблюдения. В то время как за последние десятилетия десятки миссий посетили Марс, гораздо меньше космических аппаратов побывало на второй планете от Солнца. Ни у кого из них не было приборов, способных обнаружить HCO+, который питает недавно обнаруженный командой маршрут эвакуации. "Один из неожиданных выводов этой работы заключается в том, что HCO+ на самом деле должен быть одним из самых распространенных ионов в атмосфере Венеры", - сказал Чаффин.
|
|
|
|
Однако в последние годы все большее число ученых обращают свое внимание на Венеру. Например, в рамках запланированной НАСА миссии по исследованию инертных газов, химии и визуализации в глубоких слоях атмосферы Венеры (DAVINCI) зонд пройдет через атмосферу планеты до самой поверхности. Его запуск запланирован на конец десятилетия. DAVINCI также не сможет обнаружить HCO+, но исследователи надеются, что будущая миссия сможет раскрыть еще один ключевой аспект истории воды на Венере. "На Венеру было отправлено не так много миссий", - сказал Канги. - Но новые запланированные миссии позволят использовать многолетний коллективный опыт и растущий интерес к Венере для изучения экстремальных характеристик планетарных атмосфер, эволюции и пригодности для жизни".
|
|
|
|
Источник
|
